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文档简介

2014届高考物理一轮复习全程测控:光电效应 核能一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分每小题至少一个答案正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1光电效应实验的装置如图1所示,则下列说法中正确的是()图1a用紫外光照射锌板,验电器指针会发生偏转b用红色光照射锌板,验电器指针会发生偏转c锌板带的是负电荷d使验电器指针发生偏转的是正电荷【解析】光电效应实验中是紫外线照射锌板发生光电效应的,红外线的频率小于锌板的极限频率,所以不会发生光电效应;发生光电效应后,光电子射出,锌板带正电,验电器也带正电【答案】ad2(2012湖南联考)2011年是卢瑟福创立原子的核式结构模型100周年,关于原子核,下列说法正确的是()a原子核的能量与原子的能量相似,也是不连续变化的,是量子化的b原子核的半衰期与原子核所处的环境无关c贝可勒尔发现了原子核的放射性现象,并提出了“放射性”这个词用来描述这一现象d原子核的结合能越大,原子核越稳定【解析】由量子论可知,原子核的能量与原子的能量相似,是量子化的,选项a正确;原子核的半衰期只由核本身的因素所决定,而与原子所处的物理状态或化学状态无关,与所处的环境也无关,选项b正确;贝克勒尔发现了原子核的放射性现象,居里夫人提出了“放射性一词”描述了这种现象,选项c错误;比结合能越大,原子核越稳定,选项d错误【答案】ab3如图2所示,光滑的水平地面上放着一个光滑的凹槽,槽两端固定有两轻质弹簧,一弹性小球在两弹簧间往复运动,把槽、小球和弹簧视为一个系统,则在运动过程中()图2a系统的动量守恒,机械能不守恒b系统的动量守恒,机械能守恒c系统的动量不守恒,机械能守恒d系统的动量不守恒,机械能不守恒【解析】槽、小球和弹簧组成的系统所受合外力等于零,动量守恒;在运动过程中,小球和槽通过弹簧相互作用,但因为只有弹簧的弹力做功,动能和势能相互转化,而总量保持不变,机械能守恒【答案】b4在光滑的水平面上,有a、b两球,其质量分别为ma、mb,两球在t0时刻发生正碰,并且在碰撞过程中无机械能损失,两球在碰撞后的速度图象如图3所示,下列关系正确的是()图3amambbmambcmamb d无法判断【解析】由图象知a球以初速度向原来静止的b球碰撞,碰后a球反弹且小于a的初速度,根据碰撞规律,a球质量小于b球质量【答案】b5如图4所示,细线上端固定于o点,其下端系一小球,静止时细线长l.现将悬线和小球拉至图中实线位置,此时悬线与竖直方向的夹角为60,并于小球原来所在的最低点处放置一质量相同的泥球,然后使悬挂的小球从实线位置由静止释放,它运动到最低点时与泥球碰撞并合为一体,它们一起摆动中可达到的最大高度是()图4a. b.c. d.【解析】设小球与泥球碰前的速度为v1,碰后的速度为v2,小球下落过程中,有mgl(1cos 60)在碰撞过程中有mv1(mm)v2上升过程中有(mm)gh由以上各式解得h.【答案】c6.图5如图5所示,质量为m的木板静止在光滑水平面上,右端有一个固定在木板上的挡板d,挡板上固定一个轻弹簧,将一个质量为m的小物块放在弹簧的左端,将弹簧压缩,并用细线拴住若烧断细线,物块最终停在木板上的a位置如果把木板固定在水平地面上,再将小物块放在弹簧的左端,将弹簧压缩到上述同样程度,并用细线拴住,再烧断细线,则下列说法正确的是()a小物块最终仍停在a点b小物块最终停在a点右侧某位置c小物块最终停在a点左侧某位置d小物块可能会从木板上滑下【解析】木板没有固定时,据动量守恒定律有0 (mm)v,则v0,据能量转化和守恒定律有qepffx.木板固定时,据动量守恒定律有0(mm)v,则v0,据能量转化和守恒定律有qepefx.故xx,小物块最终仍然停在a点选项a正确【答案】a7(2012西安联考)如图6所示为氢原子能级示意图,现有大量的氢原子处于n4的激发态,当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光,下列说法正确的是()图6a这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光b由n2能级跃迁到n1能级产生的光频率最小c由n4能级跃迁到n1能级产生的光最容易发生衍射现象d用n2能级跃迁到n1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 ev的金属铂能发生光电效应【解析】这些氢原子向低能级跃迁时可辐射出6种光子,选项a错误;由n4能级跃迁到n3能级产生的光子能量最小,所以频率最小,选项b错误;由n4能级跃迁到n1能级产生的光子能量最大,频率最大,波长最小,最不容易发生衍射现象,选项c错误;由n2能级跃迁到n1能级辐射出的光子能量为10.20 ev6.34 ev,所以能使金属铂发生光电效应,选项d正确【答案】d8(2012大纲全国高考)u经过m次衰变和n次衰变,变成pb,则()am7,n3 bm7,n4cm14,n9 dm14,n18【解析】核反应的基本规律是质量数守恒、电荷数守恒,即2354m207,922m82n,解得m7,n4.【答案】b9用频率为0的光照射大量处于基态的氢原子,在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为1、2、3的三条谱线,且321,则()a01 b321c0123 d.【解析】大量氢原子跃迁时,只有三个频率的光谱,这说明是从n3能级向低能级跃迁,根据能量守恒有,h3h2h1,解得:321,选项b正确【答案】b10.图7(2013届渭南模拟)如图7所示,一质量m3.0 kg的长方形木块b放在光滑水平地面上,在其右端放一质量m1.0 kg的小物块a.现以地面为参考系,给a和b以大小均为4.0 m/s、方向相反的初速度,使a开始向左运动,b开始向右运动,但最后a并没有滑离b板,站在地面上的观察者看到在一段时间内物块a正在做加速运动,则在这段时间内的某时刻木板b相对地面的速度大小可能是()a3.0 m/s b2.8 m/sc2.4 m/s d1.8 m/s【解析】以地面为参考系,初始阶段,a受水平向右的摩擦力向左做减速运动,b受水平向左的摩擦力向右做减速运动,a的速度先减为零,设此时b的速度为vb,由动量守恒定律得mv0mv0mvb,vb2.7 m/s.此后a向右加速,b继续向右减速,最后二者达到同速v,由动量守恒定律得mv0mv0(mm)v,v2.0 m/s,所以b相对地面的速度应大于2.0 m/s而小于2. 7 m/s,故选项c正确【答案】c二、非选择题(本题共6小题,共60分,填空题答案填在题中横线上或按要求做答,计算题解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤只写出最后答案的不得分有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)11(6分)如图8所示,在验证动量守恒定律的实验中,a是质量为m1的钢球,b是质量为m2的胶木球(a、b两球的半径相等)o是水平轨道末端重垂线指向地面的点,m、p和n点是小球落点的平均位置测得oms1,ops2,ons3,重力加速度为g.图8(1)若测量出水平轨道到地面的高度为h,则两球相碰前瞬间a球的速度v1_.(2)在误差允许范围内,当m1、m2、s1、s2、s3满足关系式_时,就说明两球碰撞过程中动量守恒【解析】(1)根据平抛运动规律hgt2,s2v1t,解得:v1s2.(2)根据动量守恒定律,只要满足关系式m1s2m1s1m2s3,就说明两球碰撞过程中动量守恒【答案】(1)s2(2)m1s2m1s1m2s312(8分)(2011北京理综改编)如图9,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系图9(1)图9中o点是小球抛出点在地面上的垂直投影实验时,先让入射球m1多次从斜轨上s位置由静止释放,找到其平均落地点的位置p,测量平抛射程op.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1从斜轨上s位置由静止释放,与小球m2相碰,并多次重复接下来要完成的必要步骤是_(填选项前的符号)a用天平测量两个小球的质量m1、m2b测量小球m1开始释放的高度hc测量抛出点距地面的高度hd分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置m、ne测量平抛射程om、on(2)经测定,m145.0 g,m27.5 g,小球落地点的平均位置距o点的距离如图10所示碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1,则p1p1_11;若碰撞结束时m2的动量为p2,则p1p211_.实验结果说明,碰撞前、后总动量的比值为_图10【解析】(1)小球做平抛运动hgt2xvtm1、m2碰撞过程动量守恒,m1v1m1v1m2v2由得m1opm1omm2on由知,只需测m1、m2和水平射程op、om、on就可验证动量守恒(2)若为弹性碰撞,有m1vm1vm2v,与联立有m1op2m1om2m2on2由于m145.0 g,m27.5 g,则p1p1opom1411p1p2112.91.【答案】(1)ade(2)142. 91(11.01都正确)13(8分)(2012新课标全国高考)氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量,该反应方程为:hhhex,式中x是某种粒子已知:h、h、he和粒子x的质量分别为2.014 1u、3.016 1u、4.002 6u和1.008 7u;1u931.5 mev/c2,c是真空中的光速由上述反应方程和数据可知,粒子x是_,该反应释放出的能量为_mev(结果保留3位有效数字)【解析】由质量数守恒和电荷数守恒可知,粒子x是中子由质能方程可得emc2m931.5 mev17.6 mev【答案】n(或中子)17.614(12分)太阳中含有大量的氘核,因氘核不断发生核反应释放大量的核能,以光和热的形式向外辐射已知氘核质量为2.013 6 u,氦核质量为3.015 0 u,中子质量为1.008 7 u,1 u的质量相当于931.5 mev的能量则:(1)完成核反应方程:hh_n;(2)求核反应中释放的核能;(3)在两氘核以相等的动能0.35 mev进行对心碰撞,并且核能全部转化为机械能的情况下,求反应中产生的中子和氦核的动能【解析】(1)he(2)emc2(22.013 6 u3.015 0 u1.008 7 u)931.5 mev3.26 mev.(3)两核发生碰撞时:0mv1mv2由能量守恒可得:e2ekmvmv由以上两式解得:ehemv0.99 mev,e中mv2.97 mev.【答案】(1)he(2)3.26 mev(3)0.99 mev2.97 mev15(12分)如图11所示,甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在光滑水平冰面上游戏,甲和他的冰车总质量共为m30 kg,乙和他的冰车总质量也是30 kg,游戏时甲推着一个质量m15 kg的箱子和他一起以大小为v02 m/s的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来,为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住,若不计冰面的摩擦,问甲至少要以多大的速度(相对地面)将箱子推出,才能避免与乙相撞图11【解析】设甲至少以速度v将箱子推出,甲推出箱子后速度为v甲,乙抓住箱子后速度为v乙,则由动量守恒定律,得:甲推箱子过程:(mm)v0mv甲mv乙抓箱子过程:mvmv0(mm)v乙甲、乙恰不相碰的条件是:v甲v乙代入数据可解得:v5.2 m/s.【答案】5.2 m/s16(14分)(2011天津高考)如图12所示,圆管构成的半圆形轨道竖直固定在水平地面上,轨道半径为r,mn为直径且与水平面垂直直径略小于圆管内径的小球a以某一速度冲进轨道,到达半圆轨道最高点m时与静止于该处的质量与a相同的小球b发生碰撞,碰后两球粘在一起飞出轨道,落地点距n为2r.重力加速度为g,忽略圆管内径,空气阻力及各处

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